4 Курс / СЭП / Курсовая ЯШУ / ЯШУ / курсовой СЭП
.pdf
Таблица 3.5 – Расчётных данных при выборе двух якорей
2 , Нм |
|
|
|
, р/с |
|
I, A |
||
12,241 |
|
|
|
154,358 |
|
4,560 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7,407 |
|
|
|
|
155,61 |
|
2,27 |
|
|
|
|
|
|
||||
Время подъема двух якорей. |
|
|
|
|||||
t2Q = |
H × iя |
= |
65 ∙ 1,138 × 105 |
= 204,957 с. |
||||
D |
× Ω |
232,9 ∙ 154,984 |
||||||
|
|
|
|
|||||
|
зв |
2 р |
|
|
|
|
||
По полученным данным строим характеристику 2 = ( 2 )
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3.4 – Нагрузочная диаграмма электропривода |
Mi |
|||||||||
выбирании двух якорей
3.7 Расчет и построение нагрузочной диаграммы при режиме работы.
Усилие на звездочке в начале подъема.
f (ti ) при
аварийном
fкл × β × (Q + 0,425lрасq) =
= 1,23 × 0,87 × (2.943 × 103 + 0,425 × 280 × 59.094) = 1.067 × 104, H
Усилие на звездочке в конце подъема.
F |
L |
= Т |
4кон |
= 3.149 × 103 |
Н |
|
||
|
0,85 кон |
|
|
|
|
|||
Моменты на валу электродвигателя в начале и конце подъема. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Лист |
|
|
|
|
КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ |
23 |
||||
Изм. Лист № документа Подпись |
Дата |
|||||||
|
|
|
|
|||||
T0,85Lнач × Dзв
M0,85Lнач = 2 × iя × ƞмех = 12,553 Н
M |
0,85 |
L |
|
= М |
4кон |
= 3,149 × 103 |
Н. |
|
|
кон |
|
|
|
|
|||
По расчетным значениям M0,85L определите |
i |
и Ii на основных |
||||||
характеристиках = ( ), |
= ( ). Полученные данные занесите в табл. |
|||||||
3.6. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.6 – Таблица расчётных значений аварийного режима работы
0,85 , Нм |
, р/с |
I, A |
|
|
|
12,553 |
154,445 |
4 |
|
|
|
3,704 |
156,044 |
1,5 |
|
|
|
3.8 Проверка электродвигателя на нагрев Для электродвигателей постоянного тока смешанного возбуждения и
асинхронных проверка на нагрев производится методом эквивалентного тока.
Нормальный режим.
Iэкв
= √ |
1 |
|
× (I12 |
|
|
I12 + I1 + I32 |
× t2 + I32 × t3 + |
I4нач2 + I4нач I4кон + I4кон2 |
|||||||
|
|
× t1 + |
|
|
|
|
|
× t4 |
|||||||
tn |
|
3 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
||||||
= 2,636 A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Выбирание двух якорей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Iэкв = √ |
IQ2 |
нач + I2Qнач × I2Qкон + I2Q2 |
кон |
= √ |
70.32 + 70.3 × 68.7 + 68.72 |
|
|||||||||
|
3 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
= 4,161 A |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Лист |
|
|
КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ |
24 |
|
Изм. Лист № документа Подпись Дата |
|||
|
Аварийный режим. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Iэкв = √ |
I0,85L2 |
нач + I0,85Lнач × I2Lкон + I0,85L2 |
кон |
== √ |
70.82 |
+ 70.8 × 66.2 + 66.22 |
|
|
3 |
|
|
3 |
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
= 2,843 А. |
|
|
|
|
|
|
Для всех трех режимов съемки с якоря должны выполняться условия:
|
|
|
Мэкв ≤ Мдоп, Нм |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мдоп = Мн × √ |
1800 |
|
= 47,746 × √ |
1800 |
= 96,508, Нм, |
||||
t1 |
|
||||||||
|
440,571 |
|
|||||||
|
|
|
|
Iдоп ≥ Iэкв, А, |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
Iдоп = Iн |
√ |
1800 |
= 16 √ |
1800 |
= 32,341 A. |
||||
|
|
||||||||
|
|
t1 |
440,571 |
|
|
||||
3.9 Проверка на обеспечение заданных скоростей
Выбирание якорной цепи после отрыва якоря с номинальной глубины.
Из табл. 3.4 по значению |
M 4нач выпишите значение частоты вращения |
||||||||
электродвигателя |
расч . |
|
|
|
|
|
|
||
Скорость выбирания цепи ( рас = 165,72): |
|
|
|
||||||
V |
|
= |
Ωрас × Dзв |
= |
165,72 × 232,9 |
= 0,17, |
м |
, |
|
|
|
|
|
||||||
выб |
|
2i |
2 × 1,138 × 105 |
|
с |
||||
|
|
|
|
||||||
Где заданное:
0,167 ≤ Vвыб ≤ 0,2,
0,167 ≤ 0,17 ≤ 0,2.
Скорость втягивания якоря в клюз. Выбирается на механической характеристике с наибольшим числом пар полюсов ( рас = 90):
V = |
Ωрас × Dзв |
= |
90 × 232,9 |
= 0,092 |
м |
, |
|
|
|
||||
втг |
2i |
|
2 × 1,138 × 105 |
|
с |
|
|
|
|
||||
Лист
Изм. Лист № документа Подпись Дата
КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ |
25 |
|
Где заданное:
0,083 ≤ Vвтг ≤ 0,116,
0,083 ≤ 0.092 ≤ 0,116.
Выбирание швартовного каната c номинальным усилием. По значению момента Мшнрас на механической характеристике находим частоту вращения
электродвигателя ( шн = 100,86): |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
F |
× D |
шб |
|
|
|
|
8 × 103 × 650 |
|
|
|
|
||||
Мшнрас = |
|
шн |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 26,261, кНм |
||||
|
|
|
|
|
2 × 1,138 × 105 × 0,75 |
||||||||||||
|
|
2i × ƞмех |
|
|
|
||||||||||||
Скорость выбирания швартовного каната: |
|
|
|
||||||||||||||
V |
|
= |
Ωшн × Dшб |
= |
|
100,86 × 650 |
= 0,288, м/с, |
||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
шн |
|
|
2i |
|
|
2 × 1,138 × 105 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Где заданное: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
0,233 ≤ Vшб ≤ 0,33, |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
0,233 ≤ 0,288 ≤ 0,33. |
|
|
|
|||||||||
Выбирание ненагруженного швартовного каната |
|
|
|||||||||||||||
|
M = 0,2Мшн = 0,2 × 26,261 = 5,252, кНм. |
|
|
||||||||||||||
Скорость выбирания швартовного каната (Ωшб = 151,7) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
Ω |
× Dшб |
151,7 × 650 |
|
|
|
м |
|||||||
Vшб = |
шб |
|
|
|
= |
|
= 0,451, |
|
, |
||||||||
|
2i |
|
|
2 × 1,138 × 105 |
с |
||||||||||||
где заданное:
0,43 ≤ Vшб ≤ 0,5,
0,43 ≤ 0,451 ≤ 0,5.
|
|
Лист |
|
|
КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ |
26 |
|
Изм. Лист № документа Подпись Дата |
|||
|
4 ВЫБОР СХЕМЫ УПРАВЛЕНЕНИЯ
Порядок расчета для первой обмотки двигателя:
4.1 Принципиальная электрическая схема якорно-швартового
устройства
Принципиальная электрическая схема якорно-швартового электропривода приведена в Приложении А.
Описание типовой системы управления.
Контакторная схема предусматривает управление трехскоростным
асинхронным короткозамкнутым электродвигателем с помощью
командоконтроллера с тремя рабочими положениями в двух направлениях вращения. Командоконтроллер коммутирует цепи управления контакторов и реле, расположенных в магнитной станции. Контакторы производят переключенияв силовой цепи электродвигателя. На статоре электродвигателя имеются три независимые обмотки, каждая из которых включается
переводом |
командоконтроллера |
из |
нулевого |
положения |
в |
|
соответствующее |
рабочее. Таким |
образом, регулирование частоты |
||||
вращения двигателя выполняется методом переключения числа пар полюсов:
трехфазная обмотка каждой скорости имеет разное число пар полюсов.
Аппаратом управления служит командоконтроллер, имеющий 7
положений.
Подготовка схемы к работе:
-на ГРЩ включить автоматический выключатель брашпиля;
-на тумбе командоконтроллера включить аварийный выключатель
2SA;
- установить рукоятку командоконтроллера в нулевое положение.
|
|
Лист |
|
|
КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ |
27 |
|
Изм. Лист № документа Подпись Дата |
|||
|
Через контакт 1SA1 линейное напряжение с проводов А и С поступает на вход выпрямительного моста VD . Выпрямленное напряжение образует цепи питания катушек реле КV1, КТ2 и КТ1:
Реле КV1 включается и переключает 3 своих контакта:
-верхний контакт в цепи катушки контактора КМ4 размыкается;
-средний контакт в цепи катушки контактора КМ5 замыкается;
-нижний контакт в цепи катушки реле КV1 замыкается, шунтируя контакт 1SA8 во всех положениях рукоятки, кроме 3-го.
Реле КТ2 включается и переключает 2 своих контакта:
-верхний контакт в цепи катушки контактора КМ4 замыкается;
-нижний контакт в цепи катушки контактора КМ5 размыкается, не давая контактору включиться без выдержки времени.
Реле КТ1 включается и переключает 4 своих контакта:
-верхняя пара контактов замыкается,
-нижняя пара размыкается.
С этого момента времени питание на вход моста VD поступает через верхнюю пару контактов КТ1.
Таким образом, в исходном состоянии включены реле КV1, КТ2 и КТ1,
горит сигнальная лампа HL1.
Схема готова к работе.
Работа схемы
Схема управления симметрична, рассмотрим работу схемы в
направлении «Выбирать».
При переводе рукоятки КК в первое положение размыкаются контакты
1SA1, 1SA2 и замыкаются 1SA3, 1SA5.
Размыкание контакта 1SA1 не влияет на схему, т.к. ещё в нулевом
положении разомкнулись нижние контакты КТ1.
При замыкании контакта 1SA3 образуется цепь тока катушки
контактора КМ1 «Выбирать»:
|
|
Лист |
|
|
КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ |
28 |
|
Изм. Лист № документа Подпись Дата |
|||
|
Контактор КМ1 включается, замыкает 2 главных контакта в силовой части схемы и вспомогательный, через который параллельно катушке КМ1
включается катушка тормозного контактора КМ6.
Контактор КМ6 включается, замыкает силовой контакт в цепи катушки электромагнитного тормоза YB (двигатель растормаживается) и
вспомогательный (последовательно с контактом 1SA5). При этом образуется цепь тока катушки контактора 1-й скорости КМ3:
Контактор КМ3 включается, замыкает контакт в силовой части схемы,
двигатель начинает работать на 1-й скорости.
Кроме того, замыкается вспомогательный контакт КМ3 параллельно контакту 1SA2, поэтому реле времени КТ2 не отключается.
При переводе рукоятки КК во второе положение размыкается контакт
1SA5 и замыкается 1SA6. Эти контакты переключаются в промежуточном положении, что уменьшает время переключения контакторов КМ3 и КМ4 (когда на обмотки статора питание не поступает).
При размыкании 1SA5 отключается контактор КМ3 и обмотка 1-й
скорости, при замыкании 1SA6 включается контактор 2-й скорости КМ4,
двигатель переходит на 2-ю скорость.
Одновременно размыкается вспомогательный контакт КМ3 в цепи катушки реле времени КТ2. С этого момента начинается отсчёт выдержки времени этого реле.
При переводе рукоятки КК в третье положение размыкается контакт
1SA6 и замыкается 1SA7. Эти контакты переключаются в промежуточном положении, что уменьшает время переключения контакторов КМ4 и КМ5 (когда на обмотки статора питание не поступает).
Если к моменту перевода рукоятки в 3-е положение выдержка времени КТ2 не закончилась, катушка контактора КМ4 продолжает питаться через верхний не успевший разомкнуться контакт КТ2.
|
|
Лист |
|
|
КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ |
29 |
|
Изм. Лист № документа Подпись Дата |
|||
|
Когда же выдержка времени КТ2 закончится, верхний контакт КТ2
разомкнётся, отключая контактор КМ4, а нижний замкнётся, включая контактор 3-й скорости КМ5.
Если к моменту перевода рукоятки в 3-е положение выдержка времени КТ2 закончилась, катушка контактора КМ5 получает питание через нижний контакт КТ2.
Двигатель работает на 3-й скорости.
Таким образом, пуск частично автоматизирован в функции времени при помощи реле КТ2. Это реле задержало переход двигателя со 2-й
скорости на 3-ю.
Защиты
Защита от токов короткого замыкания
Защита от токов короткого замыкания в цепях обмоток статора – при помощи автоматического выключателя на ГРЩ, установленного на ГРЩ.
Защита от токов короткого замыкания в цепях катушек контакторов и реле – при помощи предохранителей FU1 и FU2.
Защита от перегрузки
При перегрузке обмотки 3-й скорости тепловое реле КК2 размыкает свой контакт и отключает блокировочное реле КV1.
Контакты КV1 переключаются: средний контакт КV1 размыкается,
отключая катушку контактора КМ5, а верхний замыкается, включая катушку контактора КМ4.
Двигатель переходит с 3-й скорости на 2-ю.
Нижний контакт КV1 размыкается, тем самым не позволяя реле КV1
повторно включиться после остывания реле КК2 и замыкания его контакта в цепи катушки КМ5.
Поэтому двигатель и после замыкания контакта КК2 останется работать на 2-й скорости. При этом катушка КМ4 питается через контакты
1SA7, КТ2 и КV1.
|
|
Лист |
|
|
КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ |
30 |
|
Изм. Лист № документа Подпись Дата |
|||
|
Для продолжения работы на 3-й скорости надо замкнуть контакт 1SA8,
т.е перевести рукоятку из 3-го положения во второе.
При работе на 1-й и 2-й скорости в режиме перегрузки срабатывает одно из тепловых реле КК1 или КК3 , контакты которого отключают двигатель от сети и затормаживается.
При необходимости можно исключить тепловую защиту 1-й и 2-й
скорости.
Для этого оператор нажимает ногой на педальный выключатель 3SA.
При этом включается блокировочное реле КV2, шунтирующее контакты КК1…КК3. Такая необходимость может возникнуть, когда надо срочно сняться с якоря, несмотря на срабатывание тепловых реле КК1…КК3.
4.2Схема внешних соединений якорно-швартового устройства
Схема электрическая внешних соединений электропривода приведена в Приложении Б.
Описание схемы.
Данная схема показывает реальное расположение компонентов как внутри, так и снаружи объекта, изображённого на схеме. Схема внешних соединений предназначена, в основном, для того, чтобы можно было изготовить объект. Учитывает расположение компонентов схемы и электрических связей (электрических проводов и кабелей). Действуют лишь общие требования к оформлению конструкторской документации.
Распределительный щит (РЩ) от которого запитывается электропривод, расположен на палубе вблизи самого устройства от этого РЩ получает питание сам привод и его система управления.
|
|
Лист |
|
|
КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ |
31 |
|
Изм. Лист № документа Подпись Дата |
|||
|
4.3 Схема расположения якорно-швартового устройства на судне приведена в приложении В
Описание схемы.
Якорно-швартовное устройство состоит из электропривода с редуктором, якорной звездочки и швартового барабана. Это устройство расположено в носовой части судна и представляет собой однопалубное расположение (цепная звездочка и швартовый барабан размещены на одной палубе, механизм и двигатель – на другой). Схема размещения на судне якорно-швартового устройства приведена в Приложении В.
4.4Выбор защит, реле времени, кабелей и автоматов
Тепловые реле, применяемые для ограничения времени стоянки электродвигателя под током.
Время срабатывания реле с холодного состояния tср в режиме стоянки необходимо выбирать равным 1,3tст, где tст - расчетное время стоянки электродвигателя под пусковым током. Для якорно-швартового механизма tст= 30÷60 секунд.
Номинальный ток нагревательного элемента будет всегда значительно выше номинального тока защищаемого электродвигателя.
Порядок расчета для первой обмотки двигателя:
Задаемся временем срабатывания реле:
|
|
t |
cp |
1,3*t |
ст . |
|
|
|
|
||
t |
cp |
1, 3*30 39 |
|||
|
|
|
|
|
|
По ампер-секундной характеристике реле на рисунке 4, определяем значение параметра К:
К= 2,7
с.
серии ТРТ, представленной
|
|
Лист |
|
|
КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ |
32 |
|
Изм. Лист № документа Подпись Дата |
|||
|
